張玉麗

（江蘇省句容市袁巷路環(huán)境監(jiān)測站江蘇句容212400）

現(xiàn)代生物技術在環(huán)境監(jiān)測中的應用

張玉麗

（江蘇省句容市袁巷路環(huán)境監(jiān)測站江蘇句容212400）

本文概述了現(xiàn)代生物技術的內涵及其常見形式，接著以生物傳感技術、基因探針與PCR技術、生物酶技術、生物芯片技術為例分析了其在環(huán)境監(jiān)測中的具體應用。

現(xiàn)代生物技術；環(huán)境監(jiān)測；應用

引言

隨著國家對生物技術的投入比重加大，生物技術研究與應用獲得了長足的進步，不少成熟的技術已經(jīng)被廣泛地應用到社會生活中的各個領域，環(huán)境監(jiān)測是現(xiàn)代生物監(jiān)測應用得比較多的領域之一，其在環(huán)境監(jiān)測中的應用既有效壓縮了環(huán)境監(jiān)測的各項成本，提升了環(huán)境監(jiān)測的實際水平。

1 現(xiàn)代生物技術內涵及常見形式

現(xiàn)代生物技術，也稱生物工程，是現(xiàn)代生物科學與工程技術相結合的產(chǎn)物，有著很強的實用性，服務于資源的有效開發(fā)與利用。現(xiàn)代生物技術具有兩項基本特征，首先，理論基礎深厚，涵蓋生物學、微生物學、系統(tǒng)生物學以及免疫學等多種理論；其次，跨學科屬性明顯，現(xiàn)代生物技術與微電子、計算機、化學等多門學科聯(lián)系密切，根據(jù)其應用范圍可以分為環(huán)境生物技術、農(nóng)業(yè)生物技術等多個門類。

2 現(xiàn)代生物技術在環(huán)境監(jiān)測中的具體應用

2.1 生物傳感技術的應用

根據(jù)傳感器中敏感元件的不同，生物傳感器可以分為五種基本類型，諸如酶傳感器、微生物傳感器等，可以廣泛地應用在大氣及水體的監(jiān)測中。就以大氣監(jiān)測為例，以自養(yǎng)微生物以及氧電極所制成的電位傳感器可以監(jiān)測大氣中的溫室氣體含量，當然，以其他元素制成的傳感器，對二氧化硫等有害氣體的監(jiān)測也有著非常不錯的作用。而在水體的監(jiān)測中，生物傳感技術既可以監(jiān)測水體中的有機磷、酚、生化需氧量等，也可以監(jiān)測水體中的赤潮、持久性的有機污染物等。舉例而言，葉綠素a可以監(jiān)測水體中赤潮及水華現(xiàn)象的發(fā)生，進而對水質展開測評，而已葉綠素a為核心的自動監(jiān)測儀則是生物傳感技術的重要產(chǎn)品。不僅如此，生物傳感技術制備的監(jiān)測儀還具備持續(xù)、快速的監(jiān)測特征，應用前景非常廣闊。

2.2 基因探針與PCR技術的應用

在環(huán)境監(jiān)測中，水體監(jiān)測是最為重要的內容，然而，在實際的監(jiān)測中，無論是自然水體樣本還是污水樣本，其受病原體或者化學類污染物的污染程度及污染來源的監(jiān)測一直以來都是難點所在。不同的微生物病原體在致病劑量上有所不同，如何確定病原體的種類以及數(shù)量對環(huán)境監(jiān)測而言至關重要，對此，PCR技術以及基因探針技術有著很好的應用價值。PCR技術在DNA損傷的分析上有著非常獨特的價值，能夠在分子水平上分析DNA損傷并監(jiān)測病原體，而DNA損傷作為一種客觀指標，正是評價污染物遺傳毒性所不可或缺的內容。PCR有多重PCR、實時定量PCR等多個種類，應用范圍相當廣闊。而DNA探針作為一種DNA片段，能夠與待測基因進行特異性互補并產(chǎn)生雜交信號，在環(huán)境監(jiān)測中已經(jīng)有所應用，并取得了較為顯著的成果，比如在水體中大腸桿菌的監(jiān)測應用中就是顯證。當前，兩種技術在應用中出現(xiàn)了合流的趨勢。

2.3 生物酶技術的應用

生物酶技術是現(xiàn)代生物技術在環(huán)境監(jiān)測中應用地較多的一種技術類型，這和生物酶技術獨特的環(huán)境監(jiān)測效果以及相對低廉的環(huán)境監(jiān)測費用有著很大的關聯(lián)。生物酶技術能夠降低微生物的生存要求，將微生物與酶有效結合起來，從而促進各種污染物的降解，凈化環(huán)境。與其他生物技術相比，其應用范圍上更加廣泛，各環(huán)境污染領域都可以根據(jù)環(huán)境監(jiān)測的實際需要針對性地應用生物酶技術，且生物酶技術在設備環(huán)境上的要求較低，能夠降低生物技術應用的前提投入。就以生物酶技術在某城市的生活污水處理廠中的應用為例。生活污水處理廠中的污水總量共2.0t，有異味，顏色呈黑色，樣本監(jiān)測結果顯示除氯化物外，各項污染均嚴重超標，具體如下表：

表1 污水處置前的監(jiān)測結果（mg/L）

從上表可知，污水樣本各項指標均超出國家限定標準，尤其是硫化物，更是高出國家指標的12.5倍，經(jīng)生物酶藥劑用藥一周后，環(huán)保部門再對樣本進行了監(jiān)測。

表2 污水處置后的監(jiān)測結果（mg/L）

2.4 生物芯片技術的應用

生物芯片技術是現(xiàn)代生物技術與芯片技術的融合，芯片技術主要體現(xiàn)在常用硅片做固相支持物以及在制備環(huán)節(jié)中模擬計算機芯片的制備技術，在環(huán)境監(jiān)測中的應用前景也非?？捎^。目前，承載生物芯片技術的載體主要為基因芯片、組織芯片以及蛋白質芯片，不同的芯片載體盡管在形態(tài)上有所不同，但在準確、快速、自動監(jiān)測不同基因表達情形乃至環(huán)境對各基因的具體影響上卻都有著非常不錯的效能。生物芯片技術以詳細分析細胞基因組為工作原理，進而精準地篩選出DNA的多變性變化以及突變過程，以此反饋出環(huán)境污染的具體情形，從而實現(xiàn)科學監(jiān)測環(huán)境污染的目標。生物芯片技術的研究與利用尚處于初始階段，很多技術尚不成熟，但隨著科研條件的不斷改善以及研發(fā)成果的日益普及，生物芯片技術將會得到更為有效的應用。

結語

隨著科學研究的不斷深入以及技術應用的日漸成熟，現(xiàn)代生物技術在環(huán)境監(jiān)測中的應用也取得了非常不錯的成就，并且朝著更深層次的方向發(fā)展與深化，在可以預見的未來內，現(xiàn)代生物仍將持續(xù)發(fā)展，并為環(huán)境監(jiān)測做出更加重要的貢獻。

[1]劉利.淺談現(xiàn)代生物技術在環(huán)境檢測中的應用[J].低碳世界，2016（07）：5-6

[2]孫建偉.解析環(huán)境檢測中現(xiàn)代生物技術的應用[J].科技視界，2014（06）：243

張玉麗（1982.4-），女，山東海陽人，漢，本科，工程師，研究方向：環(huán)境保護。